一种基于自主动态编队的环境检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于自主动态编队的环境检测方法，包括如下步骤：S1、确定多智能体系统集合，记智能小车总数为n，建立多智能体系统的通信网络拓扑图G；S2、在动局部坐标系下构建智能小车系统模型：S3、针对领导者小车加速度的情况，设计不依赖于领导者小车加速度的编队控制协议；S4、将设计的编队控制协议通过编程写入每一个智能小车，并通过建立的通信拓扑图G实现智能小车间的分布式信息交互，构建紧凑形式的闭环系统，实现给定的编队控制；S5、由领导者小车通过控制自身加速度,带动多智能体编队，进行自主覆盖，完成任务环境的覆盖与检测作业。该方法，提高了检测精度，减少了每个智能小车对配备设备和数据处理的能力需求，从而减少成本。少成本。少成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于自主动态编队的环境检测方法


[0001]本专利技术涉及计算机科学与控制
，具体指一种基于自主动态编队的环境检测方法。

技术介绍

[0002]环境监测,是指环境监测机构对环境质量状况进行监视和测定的活动，其通过对反映环境质量的指标进行监视和测定，以确定环境污染状况和环境质量的高低。环境监测的内容既包括对化学污染物的检测和对物理(能量)因子如噪声、振动、热能、电磁辐射和放射性等污染的监测；又包括对生物因环境质量变化所发出的各种反映和信息测试的生物监测，以及对区域群落、种群迁移变化进行观测的生态监测等。
[0003]近年来，任务环境的覆盖与检测问题，逐渐受到学术界的重视。传统的设计方法通过设计无线传感器网络，计算最优覆盖节点，以人工方式放置传感器；但这种方式存在不灵活、鲁棒性差等缺点，因此逐渐被引入多智能体检测方法所替代，这种方法通过多智能体携带相应的传感器，自主配置并移动到最优的覆盖节点进而完成环境检测。
[0004]然而，这种检测方法也存在一定缺陷：由于每个智能体都是相对独立的个体，在覆盖过程中依赖于通讯半径，且每个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自主动态编队的环境检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、确定多智能体系统集合，记智能小车总数为n，建立多智能体系统的通信网络拓扑图G；S2、在动局部坐标系下构建智能小车系统模型：S3、针对领导者小车加速度的情况，设计不依赖于领导者小车加速度的编队控制协议；S4、将设计的编队控制协议通过编程写入每一个智能小车，并通过建立的通信拓扑图G实现智能小车间的分布式信息交互，构建紧凑形式的闭环系统，实现给定的编队控制；S5、由领导者小车通过控制自身加速度,带动多智能体编队，进行自主覆盖，完成任务环境的覆盖与检测作业。2.根据权利要求1所述基于自主动态编队的环境检测方法，其特征在于，所述多智能体系统集合中，第i个智能小车有且仅有两个邻居i
+
及i
‑
。3.根据权利要求2所述的基于自主动态编队的环境检测方法，其特征在于，所述步骤S2中，构建智能小车系统模型，具体如下：其中，ρ
i
与η
i
分别表示第i个智能小车与领导者小车之间的相对距离及相对距离速度，表示第i个智能小车与其邻居i
+
之间的相对角度,ω
i
、ω
i+
与ω
i
‑
分别表示第i个智能小车和其邻居i
+
、i
‑
分别围绕领导者小车的角速度，及分别表示作用于动局部坐标系x轴及y轴上的领导者小车加速度，及分别表示作用于动局部坐标系x轴及y轴上的控制器输入。4.根据权利要求3所述的基于自主动态编队的环境检测方法，其特征在于，所述智能小车系统模型由在全局坐标系下二阶积分多智能小车系统以及领导者小车的二阶积分动力系统转化而来，其中，全局坐标系下二阶积分多智能小车系统，具体如下：领导者小车的二阶积分动力系统，具体如下：其中p
i
(t)、v
i
(t)及u
i
(t)分别表示第i个智能小车在全局坐标系下t时刻的位置、速度及控制器输入，p0(t)、v0(t)及u0(t)分别表示领导者小车在全局坐标系下t时刻的位置，速度及加速度，其中a0(t)不可直接测量但有上界5.根据权利要求4所述的基于自主动态编队的环境检测方法，其特征在于，所述步骤S3
中，针对领导者小车加速度上界已知的情况，设计不依赖于领导者小车加速度a0(t)的环形编队控制协议：控制变量需满足：其中，R
i
表示第i个智能小车与领导者小车之间的期望相对距离，d
i
表示第i个智能小车与其邻居i
+
之间的期望相对角度，Ω表示每个智能小车围绕领导者小车的期望角速度，选取控制参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：诸葛嘉锵，黄娜，宋延娜，陈洪欢，孔亚广，陈张平，张帆，赵晓东，郑小青，张尧，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：